[发明专利]一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法

说明书

本发明涉及一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法，属于牙种植体辅助制造领域，本发明通过对锥形束X射线层析成像系统获得的牙齿三维模型进行平面裁剪得到种植体的根部，然后基于裁剪轮廓进行种植体穿龈部的设计，最后在种植体穿龈部的基础上，生成种植体基台，完成种植体的设计，与传统牙种植体相比，设计方案更为灵活，并且可以完成不同牙齿，不同需求的种植体设计，在满足种植体设计精度的同时，降低设计时间和生产成本。

技术领域

本发明涉及一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法，主要应用于牙科种植体的增材制造领域。

背景技术

牙科种植是口腔修复中的一个重要领域。传统的牙种植体在即刻种植时由于采用柱状或锥柱状的外形设计(如图1示)，与拔牙窝形状差异大、不密合，医生需要在缺牙区域的牙槽骨上进行扩大拔牙创伤的种植孔洞的预备，孔洞必需在方向、位置、直径等方面达到很高的精度才能使种植体得到所需的初期稳定性差，即使是经验丰富的口腔科医师也需要经过系统培训才能逐步掌握这一技术。同时还需要植骨、放屏障膜和埋入愈合较长时间，难以即刻修复。技术复杂、费时，治疗周期长达6-8个月，费用约1-1.6万元。

未来牙种植技术的发展方向是创伤更小、愈合时间更快，即拔牙后即刻种植、即刻修复。这就需要根据病人拔牙窝的形状，与邻牙和对侧牙之间的位置关系，来设计适合的种植体，来满足个性化的需求。但是个性化种植体形状复杂，难以使用传统的机械加工来进行制作。近些年，增材制造技术的出现，给个性化种植体的设计提供了可行的生产方案。

基于增材制造技术的解剖根形种植体，以钛粉或Ti6Al4V粉为原料，基于由X射线层析成像系统提取的牙齿三维模型，以电子束或激光的高能量熔融材料粉末，逐层打印，逐层累加，达到精确快速制造出与待拔除的患牙牙根形态完全吻合的解剖根形牙根，可在患者病牙被拔出前已经设计制作出来。掌握常规的口腔外科拔牙术的医生经过短期培训，在临床拔牙后就可即刻植入种植体，并结合数字化制造技术即刻修复拔除的患牙，为患者提供一种更简单、快速和经济的即刻种植、即刻修复的治疗方案，从拔牙到种植修复的周期由传统的6-8个月减至2小时，费用由1.6万元减至0.8万元，具有非常明显的临床应用价值。

一段式解剖根形牙种植体与传统形态种植体相比，具有以下优点：(1)与拔牙窝更吻合，制造误差可控制在0.1mm以内，初期稳定性更好，无需以骨材料填补骨与植入体之间的空隙。(2)无需逐级预备植入孔，种植手术简单，临床医生容易掌握，风险降低，且种植体拔牙前即完成加工制作，手术中拔除换牙，植入种植体，真正意义上实现了即刻种植。(3)可采用种植体与基台一体的设计，减少了修复步骤和难度，更利于功能和美观，可以实现即刻临时修复，降低了种植修复的费用。(4)种植体周围牙槽骨的应力分布更符合生理，利于剩余牙槽骨骨量的保存，减少骨吸收。(5)表面的孔隙层结构更利于骨长入，从而具备较高的骨结合能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题:克服现有技术的不足，提供一种基于计算机辅助设计的一段式解剖根形牙种植体的设计方法,为种植体的设计提供了灵活的设计方案，可以完成不同牙齿，不同需求的种植体设计，在满足种植体设计精度的同时，降低设计时间和生产成本。

本发明的技术方案:一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法实现如下：

1)一段式解剖根形牙种植体的组成

解剖根性牙种植体共由三部分组成，分别包括：根部，穿龈部和基台。一段式解剖根形牙种植体各部分的示例图如图2所示。

2)一段式解剖根形牙种植体根部的设计

一段式解剖根形牙种植体的根部通过对X射线层析成像系统所提供的牙齿三维模型的根部进行平面裁剪得到，从而保证种植体根部形状与拔牙窝的形状吻合。这里的平面位置与牙齿和牙槽骨交界线的位置(下简称“骨水平位置”)平齐，从而保证种植体根部的长度与拔牙窝的深度相当。

3)一段式解剖根形牙种植体穿龈部的设计